다음은 A(g)로부터 B(g)와 C(g)가 생성되는 반응의 화학 반응식… | [변리사 1차] 25년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[변리사 1차] 25년 1회차

다음은 A(g)로부터 B(g)와 C(g)가 생성되는 반응의 화학 반응식이다. 표는 20L의 용기에 A(g)를 넣고 온도 T에서 반응시켰을 때 반응 시간(t)에 따른 용기 속 기체의 압력(p)을 나타낸 것이다. t=3min일 때 B(g)의 양(mol)은? (단, 용기의 부피와 온도는 일정하고, 기체는 이상 기체와 같은 거동을 하며, RT=20atmLmol^-1이다.)
 $2\mathrm{A}(g) \;\rightarrow\; 3\mathrm{B}(g) + \mathrm{C}(g)$ 
t(min) 0 5 10 15 20
p(atm) 1.60 2.40 2.67 2.80 2.88

0.6

0.7

0.8

0.9

해설

압력 자료가 2차 반응임을 보여 주므로 t=3min에서 생성된 B는 0.9mol이다.
2A → 3B + C에서 A가  $y$ (atm)만큼 반응하면 B는  $1.5y$ , C는  $0.5y$  생겨 전체 압력이  $1.60+y$ 가 된다. 즉  $p_\mathrm{A}=3.20-p$ 이므로 표의 1.60·2.40·2.67·2.80·2.88atm에 대해  $p_\mathrm{A}$ 는 1.60·0.80·0.53·0.40·0.32atm이다.
 $1/p_\mathrm{A}$ 은 0.625·1.25·1.89·2.50·3.13으로 5분마다 약 0.625씩 일정하게 증가하므로  $\dfrac{1}{p_\mathrm{A}} = 0.625 + 0.125\,t$ 이다.
 $t=3$ 일 때  $\dfrac{1}{p_\mathrm{A}} = 0.625+0.375 = 1.00 \Rightarrow p_\mathrm{A}=1.00\,\mathrm{atm}$ 
반응한 A는  $1.60-1.00=0.60\,\mathrm{atm}$ 이므로  $p_\mathrm{B}=1.5\times 0.60=0.90\,\mathrm{atm}$ 이고,
 $n_\mathrm{B} = \dfrac{p_\mathrm{B}V}{RT} = \dfrac{0.90 \times 20}{20} = 0.90\,\mathrm{mol}$

내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.

💬 자격증 스터디 커뮤니티헷갈리는 문제, 같이 준비하는 사람들에게 물어보세요

→